貼片電容材質分析

貼片電容的材質規格 

貼片電容目前使用NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的材質規格，不同的規格有不同的用途。下面我們僅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V來介紹一下它們的性能和應用以及采購中應注意的訂貨事項以引起大家的注意。不同的公司對于上述不同性能的電容器可能有不同的命名方法，這里我們引用的是敝司三巨電子公司的命名方法，其他公司的產品請參照該公司的產品手冊。 

NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要區別是它們的填充介質不同。在相同的體積下由于填充介質不同所組成的電容器的容量就不同，隨之帶來的電容器的介質損耗、容量穩定性等也就不同。所以在使用電容器時應根據電容器在電路中作用不同來選用不同的電容器。 

一 NPO電容器 

NPO是一種 常用的具有溫度補償特性的單片陶瓷電容器。它的填充介質是由銣、釤和一些其它稀有氧化物組成的。 
NPO電容器是電容量和介質損耗 穩定的電容器之一。在溫度從-55℃到+125℃時容量變化為0±30ppm/℃，電容量隨頻率的變化小于±0.3ΔC。NPO電容的漂移或滯后小于±0.05%，相對大于±2%的薄膜電容來說是可以忽略不計的。其典型的容量相對使用壽命的變化小于±0.1%。NPO電容器隨封裝形式不同其電容量和介質損耗隨頻率變化的特性也不同，大封裝尺寸的要比小封裝尺寸的頻率特性好。NPO電容器適合用于振蕩器、諧振器的槽路電容，以及高頻電路中的耦合電容。 

二 X7R電容器 

X7R電容器被稱為溫度穩定型的陶瓷電容器。當溫度在-55℃到+125℃時其容量變化為15%，需要注意的是此時電容器容量變化是非線性的。 
X7R電容器的容量在不同的電壓和頻率條件下是不同的，它也隨時間的變化而變化，大約每10年變化1%ΔC，表現為10年變化了約5%。 
X7R電容器主要應用于要求不高的工業應用，而且當電壓變化時其容量變化是可以接受的條件下。它的主要特點是在相同的體積下電容量可以做的比較大。 

三 Z5U電容器 

Z5U電容器稱為”通用”陶瓷單片電容器。這里首先需要考慮的是使用溫度范圍，對于Z5U電容器主要的是它的小尺寸和低成本。對于上述三種陶瓷單片電容起來說在相同的體積下Z5U電容器有 大的電容量。但它的電容量受環境和工作條件影響較大，它的老化率 大可達每10年下降5%。 
盡管它的容量不穩定，由于它具有小體積、等效串聯電感（ESL）和等效串聯電阻（ESR）低、良好的頻率響應，使其具有廣泛的應用范圍。尤其是在退耦電路的應用中。 

Z5U電容器的其他技術指標如下: 
工作溫度范圍 +10℃ --- +85℃ 
溫度特性 +22% ---- -56% 
介質損耗  大 4% 

四 Y5V電容器 

Y5V電容器是一種有一定溫度限制的通用電容器，在-30℃到85℃范圍內其容量變化可達+22%到-82%。 
Y5V的高介電常數允許在較小的物理尺寸下制造出高達4.7μF電容器。 

Y5V電容器的其他技術指標如下: 
工作溫度范圍 -30℃ --- +85℃ 
溫度特性 +22% ---- -82% 
介質損耗  大 5% 

電容的主要特性參數： 

（1） 容量與誤差：實際電容量和標稱電容量允許的 大偏差范圍。一般使用的容量誤差有：J級±5%，K級±10%，M級±20%。 
精密電容器的允許誤差較小，而電解電容器的誤差較大，它們采用不同的誤差等級。 
常用的電容器其精度等級和電阻器的表示方法相同。用字母表示：D級—±0.5%；F級—±1%；G級—±2%；J級—±5%；K級—±10%；M級—±20%。 

（2） 額定工作電壓：電容器在電路中能夠長期穩定、可靠工作，所承受的 大直流電壓，又稱耐壓。對于結構、介質、容量相同的器件，耐壓越高，體積越大。 

（3） 溫度系數：在一定溫度范圍內，溫度每變化1℃，電容量的相對變化值。溫度系數越小越好。 

（4） 絕緣電阻：用來表明漏電大小的。一般小容量的電容，絕緣電阻很大，在幾百兆歐姆或幾千兆歐姆。電解電容的絕緣電阻一般較小。相對而言，絕緣電阻越大越好，漏電也小。 

（5） 損耗：在電場的作用下，電容器在單位時間內發熱而消耗的能量。這些損耗主要來自介質損耗和金屬損耗。通常用損耗角正切值來表示。 

（6） 頻率特性：電容器的電參數隨電場頻率而變化的性質。在高頻條件下工作的電容器，由于介電常數在高頻時比低頻時小，電容量也相應減小。損耗也隨頻率的升高而增加。另外，在高頻工作時，電容器的分布參數，如極片電阻、引線和極片間的電阻、極片的自身電感、引線電感等，都會影響電容器的性能。所有這些，使得電容器的使用頻率受到限制。 

不同品種的電容器， 高使用頻率不同。小型云母電容器在250MHZ以內；圓片型瓷介電容器為300MHZ；圓管型瓷介電容器為200MHZ；圓盤型瓷介可達3000MHZ；小型紙介電容器為80MHZ；中型紙介電容器只有8MHZ。 

測評貼片電容性能，從三個方面進行，首先是貼片電容的四個常規電性能，即容量Cap. 損耗DF，絕緣電阻IR和耐電壓DBV，一般地，X7R產品的損耗值DF<=2.5%，越小越好，IR*Cap>500歐*法，BDV>2.5Ur.其次是貼片電容的加速壽命性能，在125deg.c環境溫度和2.5Ur直流負載條件下，芯片應能耐100小時不擊穿，質量好的可耐1000小時不擊穿。再次就是產品的耐熱沖擊性能，將電容浸入300deg.c錫爐10秒，多做幾粒，顯微鏡下觀察是否有表面裂紋，然后可測試容量損耗并與熱沖擊前對比判別芯片是否內部裂紋。 貼片電容在電路上出現問題，有可能是貼片電容本身質量不良，亦有可能是設計時選取規格欠佳或是在表面貼裝機械力熱沖擊等對貼片電容造成一定的損傷等因素造成。 

一般的陶瓷貼片電容的材質都是一樣的。